膝踝协调驱动的平面双足机器人短跑运动规划

来源：机器人杂志2015年第4期北京时间：

作者：李超, 熊蓉, 朱秋国, 吴俊, 黄懿明

摘要：本文采用虚拟力控制方法规划双足机器人动态稳定的短跑运动，以解决仅脚尖着地时无有效支撑域的问题.然而，脚尖着地的方式却给支撑腿引入了 1 个冗余关节，导致在虚拟力控制时支撑腿内部运动的不确定.为解决该问题，在分析身体虚拟力和支撑腿各关节做功的基础上，以最大化虚拟力总驱动功率为目标，提出膝关节和踝关节协调驱动的条件和实现方法.该方法通过均衡膝和踝的驱动负担，既解决了支撑腿内部运动的不确定问题，又充分发挥了踝关节的驱动能力.在腿部其他关节驱动能力不变的情况下，通过短跑运动方式可以有效提高双足机器人的运动速度.最后，通过仿真实验验证了本方法的有效性.

关键词：双足机器人, 短跑, 跑步, 冗余驱动, 协调驱动